DE102022129218A1

DE102022129218A1 - Device and method for carrying out measurements on a workpiece and machining system and method for machining a workpiece

Info

Publication number: DE102022129218A1
Application number: DE102022129218.5A
Authority: DE
Inventors: Eckhard Lessmüller; Christian Truckenbrodt
Original assignee: Lessmueller Lasertechnik GmbH
Current assignee: Lessmueller Lasertechnik GmbH
Priority date: 2022-11-04
Filing date: 2022-11-04
Publication date: 2024-05-08
Also published as: US20240149456A1; JP2024068141A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung (10) zur Durchführung von Messungen an einem Werkstück (12), die der Vorbereitung und/oder Beurteilung einer mittels einer Schweißvorrichtung (14) erzeugten Schweißnaht (16) mit einem Anfangsabschnitt (18) und/oder einem Endabschnitt (20) dienen. Die Messvorrichtung (10) umfasst eine Messeinheit (22), die einen optischen Kohärenztomographen (24) mit einer Messstrahlquelle (26) zum Erzeugen eines Messstrahls (28) sowie einen Messkopf (30) umfasst, über den der Messstrahl (28) auskoppelbar ist, wobei der Messstrahl (28) wahlweise auf unterschiedliche Messpositionen (32, 34) relativ zu einer aktuellen Bearbeitungsposition (36) entlang der Schweißnaht (16) richtbar ist, sodass bezüglich einer Bearbeitungsrichtung (38) ein Vorlauf und/oder ein Nachlauf einer aktuellen Messposition (32, 34) relativ zu der aktuellen Bearbeitungsposition (36) einstellbar ist. Ferner umfasst die Messvorrichtung (10) eine Befestigungseinheit (40), die dazu eingerichtet ist, zumindest den Messkopf (30) an der Schweißvorrichtung (14) derart anzubringen, dass der Messkopf (30) bei einer Bewegung der Schweißvorrichtung (14) relativ zum Werkstück (12) mit der Schweißvorrichtung (14) mitbewegt wird. Außerdem umfasst die Messvorrichtung (10) eine Steuereinheit (42), die dazu eingerichtet ist, während einer Bearbeitung entlang der Schweißnaht (16) den Vorlauf und/oder den Nachlauf derart dynamisch einzustellen, dass der Vorlauf entlang des Anfangsabschnitts (18) zunimmt und/oder dass der Nachlauf entlang des Endabschnitts (20) abnimmt.Die Erfindung betrifft zudem ein Bearbeitungssystem (66), ein Verfahren zur Durchführung von Messungen an einem Werkstück (12), und ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks (12).The invention relates to a measuring device (10) for carrying out measurements on a workpiece (12) which are used to prepare and/or assess a weld seam (16) produced by means of a welding device (14) with a starting section (18) and/or an end section (20). The measuring device (10) comprises a measuring unit (22) which comprises an optical coherence tomograph (24) with a measuring beam source (26) for generating a measuring beam (28) and a measuring head (30) via which the measuring beam (28) can be coupled out, wherein the measuring beam (28) can be selectively directed to different measuring positions (32, 34) relative to a current processing position (36) along the weld seam (16), so that a lead and/or a lag of a current measuring position (32, 34) relative to the current processing position (36) can be set with respect to a processing direction (38). The measuring device (10) further comprises a fastening unit (40) which is designed to attach at least the measuring head (30) to the welding device (14) in such a way that the measuring head (30) is moved along with the welding device (14) when the welding device (14) moves relative to the workpiece (12). The measuring device (10) also comprises a control unit (42) which is designed to dynamically adjust the lead and/or the lag during machining along the weld seam (16) in such a way that the lead increases along the initial section (18) and/or that the lag decreases along the end section (20).The invention also relates to a machining system (66), a method for carrying out measurements on a workpiece (12), and a method for machining a workpiece (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Durchführung von Messungen an einem Werkstück, die der Vorbereitung, Überwachung und/oder Beurteilung einer Schweißbearbeitung dienen, die mittels eines robotergestützt bewegbaren Bearbeitungskopfes durchgeführt wird, dienen. Die Erfindung betrifft zudem ein Bearbeitungssystem und ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks.The invention relates to a device and a method for carrying out measurements on a workpiece, which serve to prepare, monitor and/or evaluate a welding process that is carried out by means of a robot-supported, movable processing head. The invention also relates to a processing system and a method for processing a workpiece.

Schweißvorgänge können mittels unterschiedlicher Methoden überwacht werden. Hierzu gehören optische Methoden, wie beispielsweise Linientriangulation, eine Überwachung mittels einer Kamera oder optische Kohärenztomographie. Letztere bietet hierfür vielfältige Einsatzmöglichkeiten, da damit an unterschiedlichen Stellen genaue Höheninformationen eines zu bearbeitenden Werkstücks erhalten werden können. Weitere Methoden beinhalten beispielsweise eine Abstandsüberwachung, etwa mittels induktiver oder optischer Sensorik.Welding processes can be monitored using different methods. These include optical methods such as line triangulation, monitoring using a camera or optical coherence tomography. The latter offers a wide range of possible applications, as it can be used to obtain precise height information on a workpiece to be processed at different points. Other methods include, for example, distance monitoring, for example using inductive or optical sensors.

Überwachungsmessungen können unter anderem dazu verwendet werden, eine Nahtführung zu realisieren. Industriell eingesetzt Bearbeitungsvorrichtungen umfassen in vielen Fällen einen Roboter, an dem ein Bearbeitungskopf angebracht ist, der mittels des Roboters relativ zu einem zu bearbeitenden Werkstück bewegbar ist. Eine Herausforderung besteht darin, den Bearbeitungskopf möglichst präzise zu führen. Der Roboter ist also möglichst genau auf eine aktuelle Schweißposition zu richten.Monitoring measurements can be used, among other things, to implement seam guidance. Industrially used processing devices often include a robot to which a processing head is attached, which can be moved by the robot relative to a workpiece to be processed. One challenge is to guide the processing head as precisely as possible. The robot must therefore be directed as precisely as possible to a current welding position.

Wie beispielsweise in DE 10 2015 007 142 A1 beschrieben ist, kann eine Messvorrichtung für optische Kohärenztomographie Messdaten entlang mehrerer Messlinien erfassen, beispielsweise quer zu einer Bearbeitungsrichtung und sowohl vor als auch hinter einer aktuellen Bearbeitungsposition. Hierdurch kann einerseits das zu bearbeitende Werkstück dort vermessen und charakterisiert werden, wo eine Bearbeitung erfolgen soll, und zum anderen kann hierdurch überprüft werden, ob eine Bearbeitung erfolgreich war und etwa mit der gewünschten Qualität abgeschlossen wurde.As for example in EN 10 2015 007 142 A1 As described, a measuring device for optical coherence tomography can record measurement data along several measuring lines, for example transversely to a machining direction and both in front of and behind a current machining position. This allows the workpiece to be machined to be measured and characterized where machining is to take place, and it can also be used to check whether machining was successful and was completed with the desired quality.

Die Verwendung mehrerer OCT-Messlinien ist auch in DE 10 2016 014 564 A1 beschrieben. Dabei wird ein Messstrahl in einen Bearbeitungsstrahl eingekoppelt und auf ein Werkstück gerichtet. Der Messstrahl ist über einen Messscanner in zwei Raumrichtung relativ zum Bearbeitungsstrahl verlagerbar, wodurch Messlinien an unterschiedlichen Stellen abgefahren werden können, im Speziellen vor einer aktuellen Bearbeitungsposition, um das Werkstück zu vermessen, an einer aktuellen Bearbeitungsposition, um ein Schmelzbad zu vermessen, und hinter einer aktuellen Bearbeitungsposition, um eine gebildete Schweißnaht zu charakterisieren.The use of multiple OCT measurement lines is also possible in EN 10 2016 014 564 A1 described. A measuring beam is coupled into a processing beam and directed at a workpiece. The measuring beam can be moved in two spatial directions relative to the processing beam using a measuring scanner, which means that measuring lines can be traced at different points, in particular in front of a current processing position in order to measure the workpiece, at a current processing position in order to measure a melt pool, and behind a current processing position in order to characterize a weld seam that has been formed.

Ein weiterer Aspekt, der bei einer Schweißbearbeitung bedeutsam sein kann, ist das mögliche Vorhandensein eines Spalts zwischen Werkstücken, die verbunden werden sollen. DE 10 2018 009 524 A1 beschreibt hierfür ein OCT-basiertes Messverfahren, bei dem durch gezieltes Verlagern eines Messstrahls relativ zu einer aktuellen Bearbeitungsposition sowie durch geeignete Kontrollmessungen ermittelt werden kann, ob zu verschweißende Werkstücke wie vorgesehen übereinander liegen oder ob dazwischen ein unerwünschter Spalt vorliegt.Another aspect that can be important in a welding operation is the possible presence of a gap between workpieces to be joined. EN 10 2018 009 524 A1 describes an OCT-based measuring method in which, by specifically shifting a measuring beam relative to a current processing position and by taking suitable control measurements, it can be determined whether workpieces to be welded are lying on top of each other as intended or whether there is an undesirable gap between them.

Insbesondere beim Schutzgasschweißen, konkret beim sogenannten Metall-Inertgasschweißen (MIG-Schweißen) und beim sogenannten Metall-Aktivgasschweißen (MAG-Schweißen), hat sich gezeigt, dass die Verwendung von Messsystemen, die auf optischer Kohärenztomographie (OCT) beruhen, kamerabasierten Systemen überlegen sein kann. OCT-Messungen werden durch den sehr hellen Schweißprozess erheblich weniger gestört als kamerabasierte Triangulationssysteme. Mittels OCT ist zudem eine unidirektional Nahtführung bzw. Nahtkontrolle möglich.Particularly in the case of gas shielded welding, specifically in the case of so-called metal inert gas welding (MIG welding) and so-called metal active gas welding (MAG welding), it has been shown that the use of measuring systems based on optical coherence tomography (OCT) can be superior to camera-based systems. OCT measurements are significantly less disturbed by the very bright welding process than camera-based triangulation systems. OCT also enables unidirectional seam guidance or seam control.

Für eine Nahtführung wird hierbei eine Messung vor der aktuellen Bearbeitungsposition durchgeführt, wodurch das zu bearbeitende Werkstück bzw. die zu bearbeitenden Werkstücke vermessen werden können. Beispielsweise kann hierdurch eine Fügekante ermittelt oder die korrekte Positionierung eines Bearbeitungspfads überwacht werden. Ferner wird für eine Nahtkontrolle eine Messung hinter der aktuellen Bearbeitungsposition durchgeführt. Dies gestattet es, eine gebildete Schweißnaht zu vermessen und zu kontrollieren. Es wird somit üblicherweise für die Nahtführung mit einem bestimmten Vorlauf des Messstrahls und für eine Nahtkontrolle mit einem bestimmten Nachlauf des Messstrahls gearbeitet.For seam guidance, a measurement is carried out in front of the current processing position, which allows the workpiece or workpieces to be processed to be measured. For example, this can be used to determine a joining edge or to monitor the correct positioning of a processing path. Furthermore, for seam control, a measurement is carried out behind the current processing position. This allows a weld seam that has been formed to be measured and checked. It is therefore usual to work with a certain lead of the measuring beam for seam guidance and a certain lag of the measuring beam for seam control.

Je nach Werkstückgeometrie kann ein Bereich, in dem eine Schweißnaht anzubringen ist, für die verwendete Schweißvorrichtung und/oder für einen verwendeten OCT-Messkopf schwer zugänglich sein. In solchen Situationen kommt es vor, dass in einem Anfangsabschnitt der Schweißnaht noch nicht mit dem gewünschten Vorlauf gemessen werden kann, oder dass in einem Endabschnitt der Schweißnaht nicht mehr mit dem gewünschten Nachlauf gemessen werden kann, beispielsweise wenn Schweißvorrichtung und/oder Messkopf aufgrund der beschränkten Zugänglichkeit nicht über den Anfangspunkt oder Endpunkt der Schweißnaht hinausbewegt werden können. Entsprechend werden Teile der Schweißnaht ohne vollständige Nahtführung und/oder Nahtkontrolle gefertigt.Depending on the workpiece geometry, an area in which a weld is to be made may be difficult to access for the welding device and/or OCT measuring head used. In such situations, it may happen that in an initial section of the weld it is not yet possible to measure with the desired lead, or that in an end section of the weld it is no longer possible to measure with the desired lag, for example if the welding device and/or measuring head cannot be moved beyond the start point or end point of the weld due to limited accessibility. Accordingly, the parts of the weld are manufactured without complete seam tracking and/or seam control.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Nahtführung und/oder Nahtkontrolle zu erzielen.Based on the prior art, the invention is based on the object of achieving improved seam guidance and/or seam control.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Durchführung von Messungen an einem Werkstück mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Bearbeitungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 8, ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit den Merkmalen des Anspruchs 10.This object is achieved by a device for carrying out measurements on a workpiece having the features of claim 1, a processing system having the features of claim 8, a method for processing a workpiece having the features of claim 9 and a method for processing a workpiece having the features of claim 10.

Die Erfindung betrifft in einigen Ausführungsformen eine Messvorrichtung zur Durchführung von Messungen an einem Werkstück, die der Vorbereitung und/oder Beurteilung einer mittels einer Schweißvorrichtung erzeugten Schweißnaht mit einem Anfangsabschnitt und/oder einem Endabschnitt dienen. Die Messvorrichtung umfasst eine Messeinheit, die einen optischen Kohärenztomographen mit einer Messstrahlquelle zum Erzeugen eines Messstrahls sowie einen Messkopf umfasst, über den der Messstrahl auskoppelbar ist, wobei der Messstrahl wahlweise auf unterschiedliche Messpositionen relativ zu einer aktuellen Bearbeitungsposition entlang der Schweißnaht richtbar ist, sodass bezüglich einer Bearbeitungsrichtung ein Vorlauf und/oder ein Nachlauf einer aktuellen Messposition relativ zu der aktuellen Bearbeitungsposition einstellbar ist. Ferner umfasst die Messvorrichtung eine Befestigungseinheit, die dazu eingerichtet ist, zumindest den Messkopf an der Schweißvorrichtung derart anzubringen, dass der Messkopf bei einer Bewegung der Schweißvorrichtung relativ zum Werkstück mit der Schweißvorrichtung mitbewegt wird. Außerdem umfasst die Messvorrichtung eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, während einer Bearbeitung entlang der Schweißnaht den Vorlauf und/oder den Nachlauf derart dynamisch einzustellen, dass der Vorlauf entlang des Anfangsabschnitts zunimmt und/oder dass der Nachlauf entlang des Endabschnitts abnimmt.In some embodiments, the invention relates to a measuring device for carrying out measurements on a workpiece, which serve to prepare and/or assess a weld seam produced by means of a welding device with a starting section and/or an end section. The measuring device comprises a measuring unit which comprises an optical coherence tomograph with a measuring beam source for generating a measuring beam and a measuring head via which the measuring beam can be coupled out, wherein the measuring beam can be selectively directed to different measuring positions relative to a current processing position along the weld seam, so that a lead and/or a lag of a current measuring position relative to the current processing position can be set with respect to a processing direction. The measuring device also comprises a fastening unit which is designed to attach at least the measuring head to the welding device in such a way that the measuring head is moved along with the welding device when the welding device moves relative to the workpiece. In addition, the measuring device comprises a control unit which is designed to dynamically adjust the lead and/or the lag during processing along the weld seam such that the lead increases along the initial section and/or that the lag decreases along the final section.

Des Weiteren betrifft die Erfindung in einigen Ausführungsformen ein Verfahren zur Durchführung von Messungen an einem Werkstück, insbesondere mittels einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung, die der Vorbereitung und/oder Beurteilung einer auf dem Werkstück erzeugten Schweißnaht mit einem Anfangsabschnitt und/oder einem Endabschnitt dienen. Das Verfahren umfasst den Schritt eines Erzeugens eines Messstrahls mittels eines optischen Kohärenztomographen. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt eines Richtens des Messstrahls auf unterschiedliche Messpositionen während einer Bearbeitung des Werkstücks, wobei bezüglich einer Bearbeitungsrichtung ein Vorlauf und/oder ein Nachlauf einer aktuellen Messposition relativ zu einer aktuellen Bearbeitungsposition entlang der Schweißnaht eingestellt wird. Außerdem umfasst das Verfahren den Schritt eines dynamischen Einstellens des Vorlaufs und/oder Nachlaufs während der Bearbeitung entlang der Schweißnaht derart, dass der Vorlauf entlang des Anfangsabschnitts zunimmt und/oder dass der Nachlauf entlang des Endabschnitts abnimmt.Furthermore, in some embodiments, the invention relates to a method for carrying out measurements on a workpiece, in particular by means of a measuring device according to the invention, which serve to prepare and/or assess a weld seam produced on the workpiece with a starting section and/or an end section. The method comprises the step of generating a measuring beam by means of an optical coherence tomograph. The method further comprises the step of directing the measuring beam to different measuring positions during processing of the workpiece, wherein a lead and/or a lag of a current measuring position relative to a current processing position along the weld seam is set with respect to a processing direction. In addition, the method comprises the step of dynamically adjusting the lead and/or lag during processing along the weld seam such that the lead increases along the starting section and/or the lag decreases along the end section.

Es kann hierdurch ein dynamischer Vorlauf und/oder ein dynamischer Nachlauf verwendet werden. Hierdurch können eine Nahtführung und/oder eine Nahtkontrolle verbessert werden. Indem im Anfangsabschnitt und/oder im Endabschnitt der Vorlauf bzw. Nachlauf gezielt verändert werden, kann auch bei eingeschränkter Zugänglichkeit das Werkstück und die gebildete Schweißnaht ab dem Anfangspunkt der Schweißnaht und bis zu ihrem Endpunkt vermessen werden. Im Speziellen kann ab dem ersten Millimeter eine Nahtführung erfolgen, und es kann bis zum letzten Millimeter eine Nahtkontrolle erfolgen.This allows a dynamic lead and/or a dynamic follow-up to be used. This allows a seam tracking and/or a seam inspection to be improved. By specifically changing the lead or follow-up in the initial section and/or the final section, the workpiece and the weld seam formed can be measured from the starting point of the weld seam to its end point, even when access is limited. In particular, seam tracking can be carried out from the first millimeter and seam inspection can be carried out up to the last millimeter.

Das Werkstück kann ein metallisches Bauteil sein, beispielsweise ein Blechbauteil. Bei dem Werkstück kann es sich auch um mehrere einzelne Werkstücke handeln, die miteinander zu verschweißen sind.The workpiece can be a metallic component, for example a sheet metal component. The workpiece can also be several individual workpieces that are to be welded together.

Die Messungen, die der Vorbereitung der Schweißnaht dienen, können einer Nahtführung dienen. Beispielsweise kann es sich um eine Messung einer Fügekante, eines Werkstückstapels oder generell eines Werkstückbereichs handeln, in dem die Schweißnaht angebracht werden soll.The measurements used to prepare the weld seam can be used to guide the seam. For example, it can be a measurement of a joining edge, a stack of workpieces or generally an area of the workpiece in which the weld seam is to be placed.

Die Messungen, die der Beurteilung der Schweißnaht dienen, können einer Nahtkontrolle dienen. Insbesondere wird ein Höhenprofil der Schweißnaht an der betreffenden aktuellen Messposition erzeugt. Anhand eines solchen Höhenprofils kann ermittelbar sein, ob die Schweißnaht fehlerfrei ausgebildet wurde.The measurements used to assess the weld seam can be used for seam inspection. In particular, a height profile of the weld seam is generated at the current measurement position in question. Using such a height profile, it can be determined whether the weld seam was formed without defects.

Die Messeinheit kann einen Messscanner umfassen, mittels dessen der Messstrahl gezielt in zwei Raumrichtungen verlagerbar ist, insbesondere relativ zu einer aktuellen Bearbeitungsposition. Der Messscanner kann zumindest zwei bewegliche Spiegel umfassen, die jeweils eine Verlagerbarkeit in einer Raumrichtung bewerkstelligen. Der Messscanner kann im Messkopf angebracht sein. Der Vorlauf und/oder der Nachlauf können mittels des Messscanners einstellbar sein.The measuring unit can comprise a measuring scanner, by means of which the measuring beam can be specifically displaced in two spatial directions, in particular relative to a current processing position. The measuring scanner can comprise at least two movable mirrors, each of which can be displaced in one spatial direction. The measuring scanner can be mounted in the measuring head. The lead and/or the lag can be adjustable by means of the measuring scanner.

Die Messstrahlquelle kann eine breitbandige, kurzkohärente Lichtquelle umfassen. Der optische Kohärenztomograph kann von dem Messkopf beabstandet angeordnet sein. Beispielsweise kann der optische Kohärenztomograph von der Schweißvorrichtung unabhängig und feststehend ausgebildet sein. In diesem Fall kann der optische Kohärenztomograph über eine optische Faser an den Messkopf angebunden sein. Der optische Kohärenztomograph kann über einen Messarm und einen Referenzarm verfügen, wobei im Messarm der Messstrahl optisch geführt ist und wobei im Referenzarm ein Referenzstrahl optisch geführt ist, die miteinander in Interferenz bringbar sind, um optische Kohärenzmessungen durchzuführen.The measuring beam source can comprise a broadband, short-coherent light source. The optical coherence tomograph can be separated from the measuring head arranged at a distance. For example, the optical coherence tomograph can be designed to be independent of the welding device and to be stationary. In this case, the optical coherence tomograph can be connected to the measuring head via an optical fiber. The optical coherence tomograph can have a measuring arm and a reference arm, with the measuring beam being optically guided in the measuring arm and a reference beam being optically guided in the reference arm, which can be brought into interference with one another in order to carry out optical coherence measurements.

Die Schweißvorrichtung kann eine Schutzgas-Schweißvorrichtung sein, insbesondere eine MIG/MAG-Schweißvorrichtung. Die Schweißvorrichtung kann einen Schweißbrenner umfassen. Der Schweißbrenner kann eine Drahtzufuhr umfassen, die dazu eingerichtet ist, einer aktuellen Bearbeitungsposition einen Schweißdraht zuzuführen.The welding device can be a shielded gas welding device, in particular a MIG/MAG welding device. The welding device can comprise a welding torch. The welding torch can comprise a wire feed which is designed to feed a welding wire to a current processing position.

Die Bearbeitungsrichtung kann zumindest abschnittsweise parallel zu der Schweißnaht verlaufen. Die Bearbeitungsrichtung kann veränderlich sein, beispielsweise dann, wenn die Schweißnaht einem kurvigen, gekrümmten, abgewinkelten oder anderweitig nichtlinearen Verlauf folgt.The processing direction can run parallel to the weld seam, at least in sections. The processing direction can be variable, for example if the weld seam follows a curved, bent, angled or otherwise non-linear course.

Das dynamische Einstellen von Vorlauf und/oder Nachlauf umfasst insbesondere, dass der Vorlauf und/oder der Nachlauf vergrößert und/oder verkleinert werden, während sich die Schweißvorrichtung relativ zum Werkstück entlang der Schweißnaht in deren Anfangsabschnitt und/oder Endabschnitt bewegt. Im Speziellen kann der Vorlauf vergrößert werden, während sich die Schweißvorrichtung in Bearbeitungsrichtung entlang des Anfangsabschnitts bewegt. Alternativ oder zusätzlich kann der Nachlauf verringert werden, während sich die Schweißvorrichtung in Bearbeitungsrichtung entlang des Endabschnitts bewegt. Die Messung mit dynamischem Vorlauf im Anfangsbereich kann zumindest teilweise vor einem Aktivieren der Schweißvorrichtung erfolgen. Die Messung mit dynamischem Nachlauf im Endbereich kann zumindest teilweise nach einem Deaktivieren der Schweißvorrichtung erfolgen.The dynamic adjustment of the lead and/or the lag comprises in particular that the lead and/or the lag are increased and/or reduced while the welding device moves relative to the workpiece along the weld seam in its initial section and/or final section. In particular, the lead can be increased while the welding device moves in the machining direction along the initial section. Alternatively or additionally, the lag can be reduced while the welding device moves in the machining direction along the final section. The measurement with dynamic lead in the initial area can be carried out at least partially before activating the welding device. The measurement with dynamic lag in the final area can be carried out at least partially after deactivating the welding device.

Gemäß einer Ausführung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den Vorlauf an einem Anfangspunkt der Schweißnaht im Wesentlichen auf Null einzustellen und/oder dazu, den Nachlauf an einem Endpunkt der Schweißnaht im Wesentlichen auf Null einzustellen. Hierdurch kann unmittelbar zu Beginn der Schweißnaht und/oder bis zum Ende der Schweißnaht gemessen werden. Eine Nahtführung kann auch bei schlechter Zugänglichkeit entlang der gesamten Naht erfolgen.According to one embodiment, the control unit is designed to set the lead at a starting point of the weld seam essentially to zero and/or to set the lag at an end point of the weld seam essentially to zero. This allows measurements to be taken immediately at the start of the weld seam and/or up to the end of the weld seam. Seam guidance can also be carried out along the entire seam if accessibility is poor.

Sinnvolle Messdaten können insbesondere dann auch bei eingeschränkter Zugänglichkeit erfasst werden, wenn die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, den Vorlauf ausgehend von einem Anfangspunkt der Schweißnaht entlang des Anfangsabschnitt graduell, insbesondere linear, zu erhöhen und/oder dazu, während der Bearbeitung entlang der Schweißnaht den Nachlauf auf einen Endpunkt der Schweißnaht zu entlang des Endabschnitts graduell, insbesondere linear, zu verringern. Insbesondere kann der Vorlauf und/oder der Nachlauf derart graduell verändert werden, dass Messungen im gesamten Anfangsbereich und/oder Endbereich durchgeführt werden.Useful measurement data can be recorded even in cases of limited accessibility if the control unit is set up to gradually, in particular linearly, increase the lead starting from a starting point of the weld seam along the initial section and/or to gradually, in particular linearly, reduce the lag along the end section to an end point of the weld seam during processing along the weld seam. In particular, the lead and/or the lag can be gradually changed in such a way that measurements are carried out in the entire initial area and/or end area.

Die Messung am Anfangspunkt der Schweißnaht kann vor einem Aktivieren der Schweißvorrichtung erfolgen. Die Messung am Endpunkt der Schweißnaht kann nach einem Deaktivieren der Schweißvorrichtung erfolgen. In einigen Ausführungsformen erfolgt ein Aktivieren der Schweißvorrichtung nach Abtasten des Anfangsabschnitts. Alternativ oder zusätzlich kann ein Abtasten des Endabschnitts erfolgen, nachdem die Schweißvorrichtung deaktiviert wurde. In anderen Worten befindet sich die Schweißvorrichtung während des Abtastens des Anfangsabschnitts und des dynamischen Vergrößerns des Vorlaufs am Anfangspunkt der Schweißnaht und/oder während des Abtastens des Endabschnitts und des dynamischen Verringerns des Nachlaufs am Endpunkt der Schweißnaht.The measurement at the starting point of the weld seam can be carried out before activating the welding device. The measurement at the end point of the weld seam can be carried out after deactivating the welding device. In some embodiments, the welding device is activated after scanning the starting section. Alternatively or additionally, the end section can be scanned after the welding device has been deactivated. In other words, the welding device is located at the starting point of the weld seam during scanning of the starting section and dynamically increasing the lead and/or at the end point of the weld seam during scanning of the end section and dynamically reducing the lag.

Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, während der Bearbeitung entlang der Schweißnaht in einem Hauptbearbeitungsabschnitt der Schweißnaht, der von dem Anfangsabschnitt und/oder dem Endabschnitt der Schweißnaht verschieden ist, den Vorlauf und/oder den Nachlauf auf einen im Wesentlichen konstanten Wert einzustellen. Hierdurch können während eines Großteils der Bearbeitung in einfacher und zuverlässiger Weise Messungen durchgeführt werden. Das dynamische Einstellen des Vorlaufs kann ein graduelles Erhöhen auf den im Wesentlichen konstanten Wert umfassen, insbesondere ausgehen von einem Vorlauf von Null und/oder ausgehend von dem Anfangspunkt. Das dynamische Einstellen des Nachlaufs kann ein graduelles Verringern ausgehend von dem im Wesentlichen konstanten Wert umfassen, insbesondere auf einen Nachlauf von Null und/oder bis zu dem Endpunkt.The control unit can be configured to set the lead and/or the lag to a substantially constant value during processing along the weld seam in a main processing section of the weld seam that is different from the initial section and/or the final section of the weld seam. This allows measurements to be carried out in a simple and reliable manner during a large part of the processing. The dynamic setting of the lead can comprise a gradual increase to the substantially constant value, in particular starting from a lead of zero and/or starting from the starting point. The dynamic setting of the lag can comprise a gradual decrease starting from the substantially constant value, in particular to a lag of zero and/or up to the end point.

Umfassende Informationen, die zur präzisen Nahtführung und/oder Nahtkontrolle verwendbar sind, können insbesondere dann gewonnen werden, wenn die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, während der Bearbeitung entlang der Schweißnaht den Messstrahl an einer aktuellen Messposition quer und/oder schräg zu der Bearbeitungsrichtung entlang einer Messlinie auszulenken und den optischen Kohärenztomographen derart anzusteuern, dass ein Höhenprofil entlang der Messlinie erzeugbar ist. Entlang der Schweißnaht werden insbesondere an unterschiedlichen Messpositionen jeweils Messungen entlang einer Messlinie durchgeführt. Es kann sowohl im Vorlauf als auch im Nachlauf jeweils eine Messlinie an der aktuellen Messposition verwendet werden.Comprehensive information that can be used for precise seam guidance and/or seam control can be obtained in particular if the control unit is set up to deflect the measuring beam at a current measuring position transversely and/or obliquely to the processing direction along a measuring line during processing along the weld seam and to adjust the optical Coherence tomographs are controlled in such a way that a height profile can be generated along the measuring line. Measurements are carried out along the weld seam, particularly at different measuring positions, along a measuring line. A measuring line can be used at the current measuring position both in the pre-run and in the post-run.

Messungen auch für schwer zugängliche Schweißnahten sowohl vor als auch hinter einer aktuellen Schweißposition werden insbesondere dann ermöglicht, wenn die Befestigungseinheit dazu eingerichtet ist, den Messkopf an einer ersten Seite der Schweißvorrichtung anzubringen. Die Messvorrichtung kann ferner zumindest ein optisches Umlenkelement umfassen, das in einem angebrachten Zustand der Befestigungseinheit auf einer der ersten Seite im Wesentlichen gegenüberliegenden zweiten Seite der Schweißvorrichtung angeordnet ist, wobei der Messstrahl über das Umlenkelement von dem Messkopf auf der ersten Seite aus zu einer Messposition führbar ist, die sich auf der zweiten Seite befindet. Das Umlenkelement kann einen Spiegel, ein Prisma oder ein anderes geeignetes optisches Element umfassen. In einigen Ausführungsformen lenkt das Umlenkelement den Messstrahl als Freistrahl um. Das Umlenkelement kann relativ zum Messkopf und/oder relativ zur Schweißvorrichtung ortsfest und/oder unbeweglich sein. Alternativ kann das Umlenkelement beweglich sein, beispielsweise koordiniert mit dem Messscanner.Measurements for weld seams that are difficult to access, both in front of and behind a current welding position, are made possible in particular when the fastening unit is designed to attach the measuring head to a first side of the welding device. The measuring device can further comprise at least one optical deflection element that, when the fastening unit is attached, is arranged on a second side of the welding device that is substantially opposite the first side, wherein the measuring beam can be guided via the deflection element from the measuring head on the first side to a measuring position that is located on the second side. The deflection element can comprise a mirror, a prism or another suitable optical element. In some embodiments, the deflection element deflects the measuring beam as a free beam. The deflection element can be stationary and/or immobile relative to the measuring head and/or relative to the welding device. Alternatively, the deflection element can be movable, for example coordinated with the measuring scanner.

Das Umlenkelement kann einen gekrümmten Spiegel und/oder einen ringförmigen Spiegel umfassen. Hierdurch kann in einfacher Weise ein Messstrahl auf unterschiedliche Seiten der Schweißvorrichtung geführt werden. Dabei kann in einigen Ausführungsformen darauf verzichtet werden, einen relativ zur Schweißvorrichtung beweglichen Messkopf einzusetzen.The deflection element can comprise a curved mirror and/or an annular mirror. This makes it easy to guide a measuring beam to different sides of the welding device. In some embodiments, it is possible to dispense with the use of a measuring head that is movable relative to the welding device.

Ein hoher Grad an Präzision durchgeführter Messungen in unterschiedlichen Bearbeitungssituation auch im Fall schwer zugänglicher Schweißnähte kann insbesondere dann erzielt werden, wenn die Befestigungseinheit eine Halterung, die zur ortsfesten Anbringung an der Schweißvorrichtung eingerichtet ist, und eine Trägerbaugruppe umfasst, die den Messkopf trägt, wobei die Trägerbaugruppe relativ zu der Halterung derart beweglich ist, dass eine Position des Messkopfes relativ zu der Halterung veränderbar ist.A high degree of precision of measurements carried out in different processing situations, even in the case of weld seams that are difficult to access, can be achieved in particular if the fastening unit comprises a holder that is designed for fixed attachment to the welding device and a carrier assembly that carries the measuring head, wherein the carrier assembly is movable relative to the holder such that a position of the measuring head can be changed relative to the holder.

Die Befestigungseinheit kann zumindest eine Antriebseinheit umfassen, die von der Steuereinheit ansteuerbar ist und die dazu eingerichtet ist, die Position der Trägerbaugruppe relativ zu der Halterung zu verändern, wodurch in einem angebrachten Zustand der Befestigungseinheit der Messkopf auf unterschiedliche Seiten der Schweißvorrichtung bewegbar ist, insbesondere auf eine bezüglich der Bearbeitungsrichtung vordere und/oder hintere Seite. Hierdurch kann der Messkopf automatisiert in eine geeignete Position verfahren werden, um eine Naht vollständig entlang ihrer Länge zu charakterisieren bzw. eine Nahtführung für die gesamte Nahtlänge zu erzielen. Beispielsweise kann der Messkopf bei einer Bewegung der Schweißvorrichtung entlang der Schweißnaht graduell und/oder kontinuierlich und/oder schrittweise von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite bewegt werden. Auf diese Weise kann der Messkopf auch bei eingeschränkter Zugänglichkeit jeweils derart positioniert werden, dass der Messstrahl auf eine aktuelle Messposition gerichtet werden kann.The fastening unit can comprise at least one drive unit that can be controlled by the control unit and that is designed to change the position of the carrier assembly relative to the holder, whereby when the fastening unit is attached, the measuring head can be moved to different sides of the welding device, in particular to a front and/or rear side with respect to the processing direction. This allows the measuring head to be automatically moved to a suitable position in order to characterize a seam completely along its length or to achieve seam guidance for the entire length of the seam. For example, when the welding device moves along the weld seam, the measuring head can be moved gradually and/or continuously and/or step by step from a first side to a second side. In this way, even when accessibility is restricted, the measuring head can be positioned in such a way that the measuring beam can be directed to a current measuring position.

Die Erfindung betrifft in einigen Ausführungsformen des Weiteren ein Bearbeitungssystem zur Schweißbearbeitung eines Werkstücks. Das Bearbeitungssystem umfasst eine Schweißvorrichtung und eine erfindungsgemäße Messvorrichtung, wobei zumindest der Messkopf der Messvorrichtung mittels der Befestigungseinheit der Messvorrichtung an der Schweißvorrichtung befestigt ist. Das Bearbeitungssystem kann ferner einen Industrieroboter umfassen, der die Schweißvorrichtung und zumindest des Messkopf trägt.In some embodiments, the invention further relates to a processing system for welding a workpiece. The processing system comprises a welding device and a measuring device according to the invention, wherein at least the measuring head of the measuring device is fastened to the welding device by means of the fastening unit of the measuring device. The processing system can further comprise an industrial robot that carries the welding device and at least the measuring head.

Ferner betrifft die Erfindung in einigen Ausführungsformen ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks, insbesondere mit einem erfindungsgemäßen Bearbeitungssystem. Das Verfahren umfasst ein Erzeugen einer Schweißnaht auf dem Werkstück, die einen Anfangsabschnitt und/oder einen Endabschnitt umfasst. Ferner umfasst das Verfahren die Schritte eines Erzeugens eines Messstrahls, eines Richtens des Messstrahls auf unterschiedliche Messpositionen und ein dynamisches Einstellen des Vorlaufs und/oder Nachlaufs gemäß dem hierin beschriebenen Verfahren zur Durchführung von Messungen an einem Werkstück.Furthermore, in some embodiments, the invention relates to a method for machining a workpiece, in particular with a machining system according to the invention. The method comprises generating a weld seam on the workpiece, which comprises a starting section and/or an end section. Furthermore, the method comprises the steps of generating a measuring beam, directing the measuring beam to different measuring positions and dynamically adjusting the lead and/or lag according to the method described herein for carrying out measurements on a workpiece.

In einigen Ausführungsformen betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung von Messungen an einem Werkstück, die der Vorbereitung, Überwachung und/oder Beurteilung einer Schweißbearbeitung dienen, die mittels eines robotergestützt bewegbaren Bearbeitungskopfes durchgeführt wird. Die Vorrichtung kann eine Robotersteuerung umfassen, die dazu eingerichtet ist, Steuersignale zur robotergestützten Bewegung des Bearbeitungskopfes zu erzeugen. Ferner kann die Vorrichtung eine Messeinheit umfassen. Die Messeinheit umfasst Messsensorik, die dazu eingerichtet ist, Messungen an dem Werkstück durchzuführen und Messdaten zu erfassen.In some embodiments, the invention relates to a device for carrying out measurements on a workpiece, which serve to prepare, monitor and/or assess a welding process that is carried out by means of a robot-supported, movable processing head. The device can comprise a robot controller that is designed to generate control signals for the robot-supported movement of the processing head. The device can also comprise a measuring unit. The measuring unit comprises measuring sensors that are designed to carry out measurements on the workpiece and to record measurement data.

Die Vorrichtung kann ferner eine Auswerteeinheit umfassen, die dazu eingerichtet ist, aus erfassten Messdaten werkstückspezifische Positionsinformation zu ermitteln, anhand derer eine Positionsregelung für den Bearbeitungskopf in Echtzeit durchführbar ist. Außerdem kann die Vorrichtung eine Schnittstelle umfassen, die dazu eingerichtet ist, die von der Auswerteeinheit ermittelte werkstückspezifische Positionsinformation an die Robotersteuerung zu übertragen. Die Robotersteuerung kann dazu eingerichtet sein, eine Positionsregelung für den Bearbeitungskopf durchzuführen, die auf der Positionsinformation beruht.The device can further comprise an evaluation unit that is designed to determine workpiece-specific position information from recorded measurement data, based on which position control for the machining head can be carried out in real time. In addition, the device can comprise an interface that is designed to transmit the workpiece-specific position information determined by the evaluation unit to the robot controller. The robot controller can be designed to carry out position control for the machining head based on the position information.

Die Erfinder haben erkannt, dass Roboter, die Bearbeitungsköpfe tragen, zwar über Kommunikationsschnittstellen verfügen, mittels derer eine Positionsmanipulation in Echtzeit möglich ist, diese Schnittstellen aber oftmals nicht hinreichend schnell sind, um eine schwingungsfreie Regelung ausgehend von einem Messsystem zu realisieren. Eingesetzte Kommunikationsschnittstellen können beispielsweise sein: „Guided Motion“ oder „Robot Sensor Interface“ („RSI“). Indem die Positionsregelung von der Robotersteuerung selbst durchgeführt wird, ist eine schnellere und präzisere Regelung möglich. Hierdurch kann eine Nahtführung verbessert werden. Die Messeinheit überträgt an die Robotersteuerung aktuelle Positionsinformation, was es der Robotersteuerung gestattet, ausgehend hiervon die Position schnell und präzise einzustellen. In welchem Umfang der Roboter bewegt werden muss, um der Positionsinformation gemäß die Position des Bearbeitungskopfes zu verändern, kann somit unmittelbar in der Robotersteuerung berechnet werden. Hierdurch kann eine zumindest im Wesentlichen schwingungsfreie Regelung realisiert werden.The inventors have recognized that robots that carry processing heads do have communication interfaces that enable position manipulation in real time, but that these interfaces are often not fast enough to implement vibration-free control based on a measuring system. Communication interfaces used can be, for example, “Guided Motion” or “Robot Sensor Interface” (“RSI”). By having the position control carried out by the robot controller itself, faster and more precise control is possible. This can improve seam guidance. The measuring unit transmits current position information to the robot controller, which allows the robot controller to set the position quickly and precisely based on this. The extent to which the robot must be moved in order to change the position of the processing head according to the position information can thus be calculated directly in the robot controller. This makes it possible to implement at least essentially vibration-free control.

Bei der Messeinheit kann es sich um die Messeinheit einer Messvorrichtung handeln, wie sie oben beschrieben wurde. Die obigen Ausführungen betreffen somit optionale Ausgestaltungen der hier beschriebenen Vorrichtung bzw. Messeinheit. Die Messsensorik kann in einigen Ausführungsformen alternativ oder zusätzlich von optischer Kohärenztomographie abweichende Messprinzipien verwenden. Beispielsweise kann die Messsensorik auf Linientriangulation beruhen und/oder eine Kamera umfassen und/oder einen Abstandssensor umfassen, beispielsweise einen induktiven und/oder einen optischen Abstandssensor. Komponenten der Messsensorik können aktorisch bewegbar sein. In einigen Ausführungsformen kann die Messeinheit einen optischen Kohärenztomographen mit einer Messstrahlquelle zum Erzeugen eines Messstrahls sowie einen Messkopf umfassen, über den der Messstrahl auskoppelbar ist, wobei der Messstrahl wahlweise auf unterschiedliche Messpositionen relativ zu einer aktuellen Bearbeitungsposition richtbar ist.The measuring unit can be the measuring unit of a measuring device as described above. The above statements therefore relate to optional embodiments of the device or measuring unit described here. In some embodiments, the measuring sensor system can alternatively or additionally use measuring principles that differ from optical coherence tomography. For example, the measuring sensor system can be based on line triangulation and/or comprise a camera and/or comprise a distance sensor, for example an inductive and/or an optical distance sensor. Components of the measuring sensor system can be movable by actuators. In some embodiments, the measuring unit can comprise an optical coherence tomograph with a measuring beam source for generating a measuring beam and a measuring head via which the measuring beam can be coupled out, wherein the measuring beam can be selectively directed to different measuring positions relative to a current processing position.

Die Positionsregelung kann eine PID-Regelung umfassen. Die Robotersteuerung kann Teil eines Roboters wie beispielsweise eines Industrieroboters sein. Die Robotersteuerung kann unabhängig von der Messeinheit betreibbar sein. Eine Verbindung zwischen der Messeinheit und der Robotersteuerung, über die die Positionsinformation übertragbar ist, kann über eine Kommunikationsschnittstelle des Roboters hergestellt sein. In anderen Worten kann die Schnittstelle der Messeinheit an eine Kommunikationsschnittstelle des Roboters angebunden sein.The position control can comprise a PID control. The robot controller can be part of a robot such as an industrial robot. The robot controller can be operated independently of the measuring unit. A connection between the measuring unit and the robot controller, via which the position information can be transmitted, can be established via a communication interface of the robot. In other words, the interface of the measuring unit can be connected to a communication interface of the robot.

Die Positionsregelung erfolgt insbesondere mit einer Reaktionszeit, die eine Reaktionszeit einer Kommunikationsschnittstelle des Roboters übersteigt. Insbesondere kann die Positionsregelung schneller sein, als sie erfolgen würde, sofern die Positionsregelung von der Messeinheit vorgenommen würde. In diesem Fall würden sich eine Übertragungsdauer über die Kommunikationsschnittstelle und eine Rechenzeit in der Messeinheit addieren. Die erfindungsgemäße Regelung in Echtzeit kann insbesondere eine Reaktionszeit beinhalten, die im Bereich von höchstens 10 ms, im Bereich von höchstens 5 ms oder sogar im Bereich von höchstens 1 ms liegt.The position control is carried out in particular with a reaction time that exceeds a reaction time of a communication interface of the robot. In particular, the position control can be faster than it would be if the position control were carried out by the measuring unit. In this case, a transmission time via the communication interface and a computing time in the measuring unit would be added together. The real-time control according to the invention can in particular include a reaction time that is in the range of at most 10 ms, in the range of at most 5 ms or even in the range of at most 1 ms.

Die Auswerteeinheit kann getrennt von der Robotersteuerung ausgebildet sein. Insbesondere ist die Auswerteeinheit keine Komponente der Robotersteuerung und/oder des Roboters. Die Auswerteeinheit kann in einer Verarbeitungseinheit der Messeinheit ausgebildet sein, beispielsweise in einem Prozessor, Controller, Field Programmable Gate Array, einer Steuerung oder dergleichen, ggf. kombiniert mit einem geeigneten flüchtigen und/oder nichtflüchtigen Speichermedium.The evaluation unit can be designed separately from the robot controller. In particular, the evaluation unit is not a component of the robot controller and/or the robot. The evaluation unit can be designed in a processing unit of the measuring unit, for example in a processor, controller, field programmable gate array, a controller or the like, optionally combined with a suitable volatile and/or non-volatile storage medium.

Der Bearbeitungskopf kann eine Schweißvorrichtung umfassen und/oder als eine Schweißvorrichtung ausgebildet sein. Der Bearbeitungskopf und/oder die Schweißvorrichtung kann eine Schutzgas-Schweißvorrichtung sein, insbesondere eine MIG/MAG-Schweißvorrichtung. Der Bearbeitungskopf und/oder die Schweißvorrichtung kann einen Schweißbrenner umfassen. Der Schweißbrenner kann eine Drahtzufuhr umfassen, die dazu eingerichtet ist, einer aktuellen Bearbeitungsposition einen Schweißdraht zuzuführen.The processing head can comprise a welding device and/or be designed as a welding device. The processing head and/or the welding device can be a shielding gas welding device, in particular a MIG/MAG welding device. The processing head and/or the welding device can comprise a welding torch. The welding torch can comprise a wire feed which is designed to feed a welding wire to a current processing position.

Eine Nahtführung kann insbesondere dann sehr präzise erfolgen, wenn die Positionsinformation eine aktuelle Position einer Kante umfasst. Es kann anhand einer geeigneten Messmethode die Position der Kante ermittelt werden. Diese Position kann dann an die Robotersteuerung weitergegeben werden. Eine Regelung einer Roboterposition auf die Kante erfolgt erfindungsgemäß dann durch die Robotersteuerung, wodurch die Regelung sehr rasch und schwingungsarm realisierbar ist.Seam tracking can be very precise, especially if the position information includes the current position of an edge. The position of the edge can be determined using a suitable measuring method. This position can then be passed on to the robot controller. According to the invention, a robot position on the edge is then controlled by the robots. control, which means that the control can be implemented very quickly and with little vibration.

In einigen Ausführungsformen ist die Messeinheit dazu eingerichtet, zumindest eine Messung an einer vorgebbaren Messposition durchzuführen, wobei die Robotersteuerung dazu eingerichtet ist, die Messposition festzulegen. Hierdurch kann eine Messposition schnell und zuverlässig eingestellt werden, da die Robotersteuerung die Messposition ausgehend von der eingestellten Bearbeitungsposition ermitteln kann, ohne dass sich etwaige Latenzen einer Kommunikationsschnittstelle auswirken. Die Robotersteuerung kann beispielsweise zur Festlegung der Messposition die Positionsinformation berücksichtigen. Es kann somit eine Messung relativ zu einer tatsächlichen aktuellen Bearbeitungsposition erfolgen.In some embodiments, the measuring unit is configured to carry out at least one measurement at a predeterminable measuring position, wherein the robot controller is configured to determine the measuring position. This allows a measuring position to be set quickly and reliably, since the robot controller can determine the measuring position based on the set processing position without any latencies of a communication interface having an effect. The robot controller can, for example, take the position information into account to determine the measuring position. A measurement can thus be carried out relative to an actual current processing position.

Eine Anpassung einer Messung an eine aktuelle Bearbeitungssituation kann insbesondere dann rasch und präzise erfolgen, wenn die Robotersteuerung dazu eingerichtet ist, einen Vorlauf und/oder einen Nachlauf der Messposition relativ zu einer aktuellen Bearbeitungsposition einzustellen. Bezüglich der Möglichkeiten der Einstellung eines Vorlaufs und/oder eines Nachlaufs wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Vorlauf und/oder Nachlauf können aber für beliebige der genannten Messmethoden entsprechend einstellbar sein, die Verwendung eines OCT-Messstrahls ist hier lediglich eine mögliche Variante. Es versteht sich, dass gemäß dieser Ausführungsform Vorlauf und/oder Nachlauf direkt von der Robotersteuerung eingestellt werden können, wodurch vorteilhaft ausgenutzt werden kann, dass die Robotersteuerung anhand der Positionsinformation und der darauf beruhenden Positionsregelung die zur Einstellung von Vorlauf und/oder Nachlauf erforderlichen Informationen verfügbar hat.A measurement can be adapted to a current processing situation quickly and precisely, in particular, if the robot controller is set up to set a lead and/or a lag of the measurement position relative to a current processing position. With regard to the options for setting a lead and/or a lag, reference is made to the above explanations. However, lead and/or lag can be set accordingly for any of the measurement methods mentioned; the use of an OCT measuring beam is only one possible variant here. It is understood that according to this embodiment, lead and/or lag can be set directly by the robot controller, which can advantageously exploit the fact that the robot controller has the information required to set lead and/or lag available based on the position information and the position control based on it.

Die Robotersteuerung kann ferner dazu eingerichtet sein, während einer Bearbeitung entlang einer Schweißnaht mit einem Anfangsabschnitt und einem Endabschnitt den Vorlauf und/oder den Nachlauf derart dynamisch einzustellen, dass der Vorlauf entlang des Anfangsabschnitts zunimmt und/oder dass der Nachlauf entlang des Endabschnitts abnimmt. Hierdurch kann eine Schweißnaht sehr präzise vermessen werden, da ihr Anfangs- und/oder Endabschnitt abgetastet wird. Bezüglich der Möglichkeiten der dynamischen Einstellung eines Vorlaufs und/oder eines Nachlaufs wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Vorlauf und/oder Nachlauf können aber für beliebige der genannten Messmethoden entsprechend dynamisch einstellbar sein, die Verwendung eines OCT-Messstrahls ist hier lediglich eine mögliche Variante.The robot controller can also be set up to dynamically adjust the lead and/or the lag during processing along a weld seam with a start section and an end section in such a way that the lead increases along the start section and/or that the lag decreases along the end section. This allows a weld seam to be measured very precisely because its start and/or end section is scanned. With regard to the options for dynamically adjusting a lead and/or a lag, reference is made to the above explanations. However, the lead and/or the lag can be dynamically adjusted for any of the measuring methods mentioned; the use of an OCT measuring beam is just one possible variant here.

Ein hoher Grad an Variabilität hinsichtlich erhältlicher Messdaten kann insbesondere dann erzielt werden, wenn die Messeinheit dazu eingerichtet ist, Messungen an mehreren Messpositionen durchzuführen, die auf einer geometrischen Messfigur, insbesondere zumindest einer Messlinie, liegen. Dabei kann die Robotersteuerung dazu eingerichtet sein, eine Position und/oder Orientierung und/oder Abtastungsdichte der geometrischen Messfigur vorzugeben. Da in der Robotersteuerung die Information verfügbar sein kann, wie die Schweißnaht bereits verlaufen ist und/oder künftig verlaufen wird, können Messparameter hierdurch anwendungsbezogen eingestellt werden. Insbesondere kann die Robotersteuerung die Parametrierung der Messfigur übernehmen, beispielsweise deren Drehung, Position, Streckung, Stauchung, Verformung etc.A high degree of variability in terms of available measurement data can be achieved in particular if the measuring unit is set up to carry out measurements at several measurement positions that lie on a geometric measurement figure, in particular at least one measurement line. The robot control can be set up to specify a position and/or orientation and/or sampling density of the geometric measurement figure. Since the robot control can provide information on how the weld seam has already run and/or will run in the future, measurement parameters can be set in a way that is specific to the application. In particular, the robot control can take over the parameterization of the measurement figure, for example its rotation, position, stretching, compression, deformation, etc.

Eine in einer Robotersteuerung durchgeführte Positionsregelung kann auch in einem Bearbeitungssystem eingesetzt werden. Gemäß einem Aspekt umfasst daher ein Bearbeitungssystem eine Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, einen Roboter, der von der Robotersteuerung ansteuerbar ist, sowie einen Bearbeitungskopf, der an dem Roboter angebracht und mittels des Roboters bewegbar ist. Die Robotersteuerung ist insbesondere Teil des Roboters. Der Roboter inklusive seiner Robotersteuerung kann ein unabhängig von der Messeinheit betreibbarer Roboter, insbesondere Industrieroboter, sein.A position control carried out in a robot controller can also be used in a processing system. According to one aspect, a processing system therefore comprises a device as described above, a robot that can be controlled by the robot controller, and a processing head that is attached to the robot and can be moved by means of the robot. The robot controller is in particular part of the robot. The robot including its robot controller can be a robot that can be operated independently of the measuring unit, in particular an industrial robot.

Ferner kann in einem Aspekt ein Verfahren zur Durchführung von Messungen an einem Werkstück vorgesehen sein, die der Vorbereitung, Überwachung und/oder Beurteilung einer Schweißbearbeitung dienen, die mittels eines robotergestützt bewegbaren Bearbeitungskopfes durchgeführt wird. Dies kann insbesondere mittels der oben beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden. Das Verfahren umfasst einen Schritt eines Erzeugens von Steuersignalen zur robotergestützten Bewegung des Bearbeitungskopfes mittels einer Robotersteuerung, einen Schritt eines Durchführens von Messungen an dem Werkstück und Erfassen von Messdaten, einen Schritt eines Ermittelns werkstückspezifischer Positionsinformation aus den erfassten Messdaten, anhand derer eine Positionsregelung für den Bearbeitungskopf in Echtzeit durchführbar ist, einen Schritt eines Übertragens der von der ermittelten werkstückspezifischen Positionsinformation an die Robotersteuerung, und einen Schritt eines Durchführens einer Positionsregelung für den Bearbeitungskopf, die auf der Positionsinformation beruht, mittels der Robotersteuerung.Furthermore, in one aspect, a method can be provided for carrying out measurements on a workpiece, which serve to prepare, monitor and/or assess a welding process that is carried out by means of a robot-supported movable processing head. This can be carried out in particular by means of the device described above. The method comprises a step of generating control signals for the robot-supported movement of the processing head by means of a robot controller, a step of carrying out measurements on the workpiece and recording measurement data, a step of determining workpiece-specific position information from the recorded measurement data, on the basis of which a position control for the processing head can be carried out in real time, a step of transmitting the workpiece-specific position information determined from the data to the robot controller, and a step of carrying out a position control for the processing head, which is based on the position information, by means of the robot controller.

Zudem kann in einem Aspekt ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks vorgesehen sein, insbesondere mittels des obengenannten Bearbeitungssystems. Das Verfahren umfasst einen Schritt eines Erzeugens von Steuersignalen zur robotergestützten Bewegung eines Bearbeitungskopfes mittels einer Robotersteuerung, einen Schritt eines Durchführens einer Schweißbearbeitung des Werkstücks mittels des Bearbeitungskopfes nach Maßgabe der erzeugten Steuersignale, einen Schritt eines Durchführens von Messungen an dem Werkstück und Erfassen von Messdaten, einen Schritt eines Ermittelns werkstückspezifischer Positionsinformation aus den erfassten Messdaten, anhand derer eine Positionsregelung für den Bearbeitungskopf in Echtzeit durchführbar ist, einen Schritt eines Übertragen der von der ermittelten werkstückspezifischen Positionsinformation an die Robotersteuerung, und einen Schritt eines Durchführens einer Positionsregelung für den Bearbeitungskopf, die auf der Positionsinformation beruht, mittels der Robotersteuerung.In addition, in one aspect, a method for machining a workpiece can be provided, in particular by means of the above-mentioned machining system. The method comprises a step a step of generating control signals for the robot-assisted movement of a processing head by means of a robot controller, a step of carrying out a welding process on the workpiece by means of the processing head in accordance with the generated control signals, a step of carrying out measurements on the workpiece and recording measurement data, a step of determining workpiece-specific position information from the recorded measurement data, on the basis of which a position control for the processing head can be carried out in real time, a step of transmitting the workpiece-specific position information determined from the data to the robot controller, and a step of carrying out a position control for the processing head based on the position information by means of the robot controller.

Wie erwähnt, liegt diesen Aspekten die Erkenntnis zugrunde, dass Roboter, die Bearbeitungsköpfe tragen, zwar über Kommunikationsschnittstellen verfügen, mittels derer eine Positionsmanipulation in Echtzeit möglich ist, diese Schnittstellen aber oftmals nicht hinreichend schnell sind, um eine schwingungsfreie Regelung ausgehend von einem Messsystem zu realisieren. Die genannten Verfahren können die Realisierung einer zumindest im Wesentlichen schwingungsfreien Regelung gestatten.As mentioned, these aspects are based on the realization that robots carrying processing heads do have communication interfaces that enable position manipulation in real time, but these interfaces are often not fast enough to implement vibration-free control from a measuring system. The methods mentioned can allow the implementation of at least essentially vibration-free control.

Es wird insbesondere darauf hingewiesen, dass alle in Bezug auf Vorrichtungen beschriebenen Merkmale und Eigenschaften, aber auch Verfahrensweisen, sinngemäß auf erfindungsgemäße Verfahren übertragbar und im Sinne der Erfindung einsetzbar und als mitoffenbart gelten. Gleiches gilt auch in umgekehrter Richtung. Das bedeutet, dass auch in Bezug auf Verfahren genannte, bauliche also vorrichtungsgemäße Merkmale im Rahmen der Vorrichtungsansprüche berücksichtigt, beansprucht und ebenfalls zur Offenbarung gezählt werden können.It is particularly pointed out that all features and properties described in relation to devices, but also procedures, can be transferred to the methods according to the invention and can be used in the sense of the invention and are considered to be disclosed. The same applies in the opposite direction. This means that structural features mentioned in relation to methods, i.e. device-related features, can also be taken into account, claimed and also counted as part of the disclosure within the scope of the device claims.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Figuren beispielhaft beschrieben. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und im Rahmen der Ansprüche sinnvoll in Kombination verwenden.The present invention is described below by way of example with reference to the attached figures. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and use them in combination as appropriate within the scope of the claims.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Bearbeitungssystems mit einer Messvorrichtung;
2 eine schematische Darstellung eines Vorlaufs von mittels der Messvorrichtung betrachteten Messpositionen bei einer Bearbeitung entlang einer Schweißnaht;
3 eine schematische Darstellung eines Nachlaufs von mittels der Messvorrichtung betrachteten Messpositionen bei der Bearbeitung entlang der Schweißnaht;
4 eine schematische Darstellung einer alternativen Messvorrichtung;
5 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bearbeitung eines Werkstücks;
6 eine schematische Darstellung eines weiteren Bearbeitungssystems;
7 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Durchführung von Messungen an einem Werkstück; und
8 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bearbeitung eines Werkstücks.

Show it:

1 a schematic representation of a machining system with a measuring device;
2 a schematic representation of a run-up of measuring positions observed by means of the measuring device during machining along a weld seam;
3 a schematic representation of a follow-up of measuring positions observed by means of the measuring device during processing along the weld seam;
4 a schematic representation of an alternative measuring device;
5 a schematic flow diagram of a method for machining a workpiece;
6 a schematic representation of another processing system;
7 a schematic flow diagram of a method for performing measurements on a workpiece; and
8th a schematic flow diagram of a process for machining a workpiece.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Bearbeitungssystems 66 mit einer Messvorrichtung 10. Das Bearbeitungssystem 66 umfasst eine Schweißvorrichtung 14 mit einem Schweißbrenner 68. Der Schweißbrenner 68 ist beispielhaft als ein MIG/MAG-Schweißbrenner ausgebildet. Die Schweißvorrichtung 14 ist dazu eingerichtet, eine Schweißbearbeitung eines Werkstücks 12 durchzuführen, bei der eine Schweißnaht 16 gebildet wird, indem die Schweißvorrichtung 14 das Werkstück 12 in eine Bearbeitungsrichtung 38 bearbeitet. Das Werkstück 12 kann beliebig ausgebildet sein und beispielsweise zwei separate Bauteile umfassen, die miteinander entlang der Schweißnaht 16 verbunden werden sollen. Die Schweißvorrichtung 14 ist etwa an einem nicht dargestellten Industrieroboter angebracht, mittels dessen die Schweißvorrichtung relativ zu dem Werkstück 12 entlang eines Bearbeitungspfads bewegbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Schweißvorrichtung 14 ortsfest sein und das Werkstück 12 kann bewegbar sein, um die Relativbewegung zu erzeugen. 1 shows a schematic representation of a processing system 66 with a measuring device 10. The processing system 66 comprises a welding device 14 with a welding torch 68. The welding torch 68 is designed as a MIG/MAG welding torch, for example. The welding device 14 is set up to carry out a welding process on a workpiece 12, in which a weld seam 16 is formed by the welding device 14 processing the workpiece 12 in a processing direction 38. The workpiece 12 can be designed as desired and, for example, comprise two separate components that are to be connected to one another along the weld seam 16. The welding device 14 is attached, for example, to an industrial robot (not shown), by means of which the welding device can be moved relative to the workpiece 12 along a processing path. Alternatively or additionally, the welding device 14 can be stationary and the workpiece 12 can be movable in order to generate the relative movement.

Im dargestellten Fall ist eine Zugänglichkeit zu der Schweißnaht 16 aufgrund der Geometrie des Werkstücks 12 eingeschränkt. Dies ist in 1 lediglich schematisch dargestellt. Die beschränkte Zugänglichkeit kann beispielsweise darin bestehen, dass sich die Schweißnaht 16 von einem Ausgangspunkt 44 zu einem Endpunkt 46 erstreckt, die jeweils sehr nah oder unmittelbar an Werkstückabschnitten befinden, die von der Schweißnaht vorstehen, sodass die Schweißvorrichtung 14 aufgrund einer Kollisionsgefahr nicht beliebig über den Anfangspunkt 44 und/oder den Endpunkt 46 hinausbewegt werden kann.In the case shown, accessibility to the weld seam 16 is limited due to the geometry of the workpiece 12. This is in 1 only shown schematically. The limited accessibility can consist, for example, in the fact that the weld seam 16 extends from a starting point 44 to an end point 46, each of which is located very close to or directly at workpiece sections that protrude from the weld seam, so that the welding device 14 cannot be moved arbitrarily beyond the starting point 44 and/or the end point 46 due to a risk of collision.

Das Bearbeitungssystem 66 umfasst neben der Schweißvorrichtung 14 eine Messvorrichtung 10. Die Messvorrichtung 10 ist eine OCT-Messvorrichtung. Die Messvorrichtung 10 umfasst eine Messeinheit 22 mit einem Messkopf 30, der mittels einer Befestigungseinheit 40 der Messvorrichtung 10 an der Schweißvorrichtung 14, im Speziellen an dem Schweißbrenner 68, befestigt ist. Die Messeinheit 22 umfasst zudem einen optischen Kohärenztomographen 24 mit einer Messstrahlquelle 26, die rein schematisch dargestellt sind und einen grundsätzlich bekannten Aufbau aufweisen. Beispielhaft wird diesbezüglich etwa auf DE 10 2016 014 564 A1 verwiesen.The processing system 66 comprises, in addition to the welding device 14, a measuring device 10. The measuring device 10 is an OCT measuring device. The measuring device 10 comprises a measuring unit 22 with a measuring head 30, which is fastened to the welding device 14, in particular to the welding torch 68, by means of a fastening unit 40 of the measuring device 10. The measuring unit 22 also comprises an optical coherence tomograph 24 with a measuring beam source 26, which are shown purely schematically and have a basically known structure. For example, see EN 10 2016 014 564 A1 referred to.

Die Messvorrichtung 10 ist dazu eingerichtet, einen von der Messstrahlquelle 26 erzeugten Messstrahl 28 gezielt auf unterschiedliche Messpositionen 32, 34 zu richten. An den Messpositionen 32, 34 kann der Messstrahl 28 jeweils quer oder schräg zur Bearbeitungsrichtung 38 und/oder zur quer oder schräg zur Schweißnaht 16 entlang einer jeweiligen Messlinie 50, 52 verlagert werden. Im beispielhaft dargestellten Fall werden zumindest zwei unterschiedliche Messpositionen 32, 34 relativ zu einer aktuellen Bearbeitungsposition 36 verwendet.The measuring device 10 is designed to direct a measuring beam 28 generated by the measuring beam source 26 specifically at different measuring positions 32, 34. At the measuring positions 32, 34, the measuring beam 28 can be displaced transversely or obliquely to the processing direction 38 and/or transversely or obliquely to the weld seam 16 along a respective measuring line 50, 52. In the case shown as an example, at least two different measuring positions 32, 34 are used relative to a current processing position 36.

Eine erste Messposition 32 befindet sich in Bearbeitungsrichtung 38 hinter der aktuellen Bearbeitungsposition 36, die erste Messposition 32 weist also einen Nachlauf auf. Hierdurch kann die Schweißnaht 16 nach ihrer Ausbildung vermessen werden, wodurch beispielsweise eine Qualitätskontrolle und/oder eine Prozesssteuerung und/oder Prozessregelung in Abhängigkeit von einer Eigenschaft der Schweißnaht 16 ermöglicht ist. Die Messung mit Nachlauf ermöglicht eine Nahtkontrolle.A first measuring position 32 is located in the processing direction 38 behind the current processing position 36, the first measuring position 32 therefore has a lag. This allows the weld seam 16 to be measured after it has been formed, which enables, for example, quality control and/or process control and/or process regulation depending on a property of the weld seam 16. The measurement with lag enables seam control.

Eine zweite Messposition 34 befindet sich in Bearbeitungsrichtung 38 vor der aktuellen Bearbeitungsposition, die zweite Messposition 34 weist also einen Vorlauf auf. Hierdurch kann das Werkstück 12 vor seiner Bearbeitung vermessen werden, wodurch beispielsweise ermittelt werden kann, ob eine Fügekante zu verbindender Werkstücke korrekt positioniert ist, ob Bauteile spaltfrei aufeinanderliegen und/oder ob ein vorgesehener Bearbeitungspfad, den die Schweißvorrichtung 14 abfährt, korrekt positioniert ist.A second measuring position 34 is located in the processing direction 38 before the current processing position, so the second measuring position 34 has a lead. This allows the workpiece 12 to be measured before it is processed, which makes it possible to determine, for example, whether a joining edge of workpieces to be joined is correctly positioned, whether components lie on top of one another without a gap and/or whether an intended processing path that the welding device 14 follows is correctly positioned.

Während des Schweißens wird der Messstrahl 28 laufend an unterschiedlichen Messpositionen 32, 34 entlang geeigneter Messlinien 50, 52 verlagert. Hierfür wird der Messstrahl 28 beispielsweise abwechselnd vor und hinter die aktuelle Bearbeitungsposition 36 bewegt. Es finden somit während der Bearbeitung wiederholt Messungen mit Vorlauf und Messungen mit Nachlauf statt. Es versteht sich aber, dass in anderen Ausführungsformen auch lediglich im Vorlauf oder lediglich im Nachlauf gemessen werden kann. Grundsätzlich können auch mehrere Messköpfe vorhanden sein, beispielsweise ein Messkopf für den Vorlauf und einer für den Nachlauf, und/oder mehrere Messstrahlen.During welding, the measuring beam 28 is continuously moved to different measuring positions 32, 34 along suitable measuring lines 50, 52. For this purpose, the measuring beam 28 is moved, for example, alternately in front of and behind the current processing position 36. During processing, measurements with pre-run and measurements with post-run thus take place repeatedly. However, it is understood that in other embodiments, measurements can also be taken only in the pre-run or only in the post-run. In principle, several measuring heads can also be present, for example one measuring head for the pre-run and one for the post-run, and/or several measuring beams.

Um eine möglichst vollständige Nahtführung und/oder Nahtkontrolle zu ermöglichen, wird die Messvorrichtung 10 bei der Bearbeitung wie im Folgenden beschrieben betrieben. Die Bearbeitung erfolgt ausgehend von dem Anfangspunkt 44 zunächst in einem Anfangsabschnitt 18, daran anschließend in einem Hauptbearbeitungsbereich 48, und wiederum daran anschließend in einem Endabschnitt 20 bis zu dem Endpunkt 46. Dabei werden Vorlauf und Nachlauf der aktuellen Messposition 32, 34 dynamisch eingestellt. Dies ist in 2 für den Vorlauf und in 3 für den Nachlauf veranschaulicht.In order to enable the most complete possible seam guidance and/or seam control, the measuring device 10 is operated during processing as described below. The processing takes place starting from the starting point 44, first in a starting section 18, then in a main processing area 48, and then again in an end section 20 up to the end point 46. The lead and lag of the current measuring position 32, 34 are set dynamically. This is shown in 2 for the preliminary run and in 3 for the wake is illustrated.

Der Vorlauf wird zunächst am Anfangspunkt 44 auf Null gestellt. Dadurch kann auch direkt am Anfangspunkt das Werkstück 12 vermessen werden. Sodann wird der Vorlauf graduell, beispielsweise linear, erhöht. Im dargestellten Beispiel wird erst dann die Schweißvorrichtung 14 aktiviert, d. h. zunächst wird der Anfangsabschnitt 18 abgetastet, ehe die Bearbeitung beginnt. Die Schweißvorrichtung 14 kann dabei unbewegt sein oder sich mit geringerer Geschwindigkeit bewegen, als es der Vergrößerung des Vorlaufs entspricht. Hierdurch ist auch für die ersten Millimeter oder Zentimeter der Schweißnaht 16 eine Nahtführung möglich, weil das Werkstück 12 vor der aktuellen Bearbeitungsposition 36 für die gesamte Schweißnaht 16 vollständig vermessen werden kann.The lead is initially set to zero at the starting point 44. This means that the workpiece 12 can also be measured directly at the starting point. The lead is then increased gradually, for example linearly. In the example shown, the welding device 14 is only then activated, i.e. the initial section 18 is scanned first before processing begins. The welding device 14 can be stationary or move at a lower speed than the increase in the lead. This also makes it possible to guide the seam for the first few millimeters or centimeters of the weld seam 16, because the workpiece 12 can be completely measured for the entire weld seam 16 before the current processing position 36.

In ähnlicher Weise wird der Nachlauf bei Annäherung an den Endpunkt 46 im Endabschnitt 20 graduell, beispielsweise linear, verringert. Dies kann erfolgen, nachdem die Schweißvorrichtung 14 deaktiviert wurde, also nach Abschluss der Ausbildung der Schweißnaht 16. Die Schweißvorrichtung 14 kann dabei unbewegt sein oder sich mit geringerer Geschwindigkeit bewegen, als es der Verringerung des Nachlaufs entspricht. Hierdurch ist auch für die letzten Millimeter oder Zentimeter der Schweißnaht 16 eine Nahtkontrolle möglich, weil die Schweißnaht 16 hinter der aktuellen Bearbeitungsposition 36 vollständig abgetastet werden kann.In a similar way, the overtravel is gradually reduced, for example linearly, when approaching the end point 46 in the end section 20. This can take place after the welding device 14 has been deactivated, i.e. after the formation of the weld seam 16 has been completed. The welding device 14 can be stationary or move at a lower speed than the reduction in the overtravel. This also makes it possible to check the seam for the last millimeters or centimeters of the weld seam 16 because the weld seam 16 can be completely scanned behind the current processing position 36.

Im Hauptbearbeitungsabschnitt 48 erfolgen Messungen beispielsweise wie dargestellt mit konstantem Vorlauf und/oder konstantem Nachlauf. Vorlauf und Nachlauf können gleich oder unterschiedlich sein. Der Vorlauf wird über den Anfangsabschnitt 18 auf seinen Zielwert für den Hauptbearbeitungsabschnitt 48 erhöht, der Nachlauf wird über den Endabschnitt 20 ausgehend von seinem Zielwert für den Hauptbearbeitungsabschnitt 48 verringert.In the main processing section 48, measurements are carried out, for example, as shown, with constant lead and/or constant lag. Lead and lag can be the same or different. The lead is increased via the initial section 18 to its target value for the main processing section 48, the lag is reduced via the final section 20 starting from its target value for the main processing section 48.

Die Messvorrichtung 10 umfasst eine Steuereinheit 42, die dazu eingerichtet ist, die beschriebene Einstellung von Vorlauf und/oder Nachlauf vorzunehmen. Die Steuereinheit 42 umfasst beispielsweise einen Prozessor, einen Arbeitsspeicher, einen nichtflüchtigen Speicher und entsprechende Programmierung. Die Steuereinheit 42 kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, einen nicht dargestellten Messscanner der Messvorrichtung 10, insbesondere im Messkopf 30, anzusteuern, um den Messsstrahl 28 wie beschrieben zu verlagern.The measuring device 10 comprises a control unit 42 which is designed to carry out the described setting of the lead and/or the lag. The control unit 42 comprises, for example, a processor, a working memory, a non-volatile memory and corresponding programming. The control unit 42 can, for example, be designed to control a measuring scanner (not shown) of the measuring device 10, in particular in the measuring head 30, in order to move the measuring beam 28 as described.

Als optionales Merkmal weist die Messvorrichtung 10 ein Umlenkelement 56 auf, mittels dessen der Messstrahl 28 von einer ersten Seite 54 der Schweißvorrichtung 14 auf eine zweite Seite 58 der Schweißvorrichtung geführt werden kann. Das Umlenkelement 56 umfasst beispielsweise einen gekrümmten Spiegel und/oder einen ringförmigen Spiegel oder ist als solcher ausgebildet. Ein ringförmiger und insbesondere geeignet gekrümmter Spiegel kann derart geformt sein, dass eine Verlagerung des Messstrahls 28 mittels eines Messscanners der Messvorrichtung 10 in eine Verlagerung auf dem Werkstück 12 übersetzt wird, und zwar zumindest im Wesentlichen unabhängig davon, ob der Messstrahl 28 direkt auf Werkstück 12 gerichtet wird oder über das Umlenkelement 56 läuft.As an optional feature, the measuring device 10 has a deflection element 56, by means of which the measuring beam 28 can be guided from a first side 54 of the welding device 14 to a second side 58 of the welding device. The deflection element 56 comprises, for example, a curved mirror and/or an annular mirror or is designed as such. An annular and in particular suitably curved mirror can be shaped such that a displacement of the measuring beam 28 by means of a measuring scanner of the measuring device 10 is translated into a displacement on the workpiece 12, at least substantially independently of whether the measuring beam 28 is directed directly at the workpiece 12 or runs via the deflection element 56.

4 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Messvorrichtung 10'. Zur Unterscheidung sind die Bezugszeichen in der 4 mit Hochkommata versehen. Die Messvorrichtung 10' ist wie oben beschrieben ausgebildet, unterscheidet sich aber hinsichtlich ihrer Befestigungseinheit 40'. Die Befestigungseinheit 40' umfasst eine Halterung 60', die an einer Schweißvorrichtung 14' ortsfest angebracht ist. Ferner umfasst die Befestigungseinheit 40' eine Trägerbaugruppe 62, die einen Messkopf 30' der Messvorrichtung 10' trägt und relativ zur Halterung 60' bewegbar ist. Hierfür ist eine Antriebseinheit 64' vorgesehen, die von einer Steuereinheit der Messvorrichtung 10' ansteuerbar ist. Mittels der Antriebseinheit 64' kann der Messkopf 30' in unterschiedliche Positionen verfahren werden, indem die Trägerbaugruppe 62' relativ zu der Halterung 60' bewegt wird. Der Messkopf 30' ist hierdurch auf unterschiedliche, insbesondere gegenüberliegende, Seiten der Schweißvorrichtung 14' bewegbar. Hierdurch ist es ebenfalls möglich, den Messstrahl 28 auf beliebigen Seiten der Schweißvorrichtung 14' gezielt auf ein Werkstück zu richten, selbst wenn eine Zugänglichkeit eingeschränkt ist. 4 shows an alternative embodiment of a measuring device 10'. To distinguish them, the reference numerals in the 4 with apostrophes. The measuring device 10' is designed as described above, but differs in terms of its fastening unit 40'. The fastening unit 40' comprises a holder 60', which is fixedly attached to a welding device 14'. The fastening unit 40' also comprises a carrier assembly 62, which carries a measuring head 30' of the measuring device 10' and is movable relative to the holder 60'. For this purpose, a drive unit 64' is provided, which can be controlled by a control unit of the measuring device 10'. By means of the drive unit 64', the measuring head 30' can be moved into different positions by moving the carrier assembly 62' relative to the holder 60'. The measuring head 30' can thereby be moved to different, in particular opposite, sides of the welding device 14'. This also makes it possible to direct the measuring beam 28 specifically at a workpiece on any side of the welding device 14', even if accessibility is limited.

5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bearbeitung eines Werkstücks 12. Die Funktionsweise des Verfahrens ergibt sich auch anhand der obigen beispielhaften Darstellung. Allgemein ausgedrückt umfasst das Verfahren einen Schritt S1 eines Erzeugens einer Schweißnaht 16 auf dem Werkstück 12, die einen Anfangsabschnitt 18 und/oder einen Endabschnitt 20 umfasst. 5 shows a schematic flow diagram of a method for machining a workpiece 12. The functioning of the method is also apparent from the above exemplary representation. Generally speaking, the method comprises a step S1 of producing a weld seam 16 on the workpiece 12, which comprises a starting section 18 and/or an end section 20.

Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt S2 eines Erzeugens eines Messstrahls 28 mittels eines optischen Kohärenztomographen 24.Furthermore, the method comprises a step S2 of generating a measuring beam 28 by means of an optical coherence tomograph 24.

Außerdem umfasst das Verfahren einen Schritt S3 eines Richtens des Messstrahls 28 auf unterschiedliche Messpositionen 32, 34 während der Bearbeitung des Werkstücks 12, wobei bezüglich einer Bearbeitungsrichtung 38 ein Vorlauf und/oder ein Nachlauf einer aktuellen Messposition 32 relativ zu einer aktuellen Bearbeitungsposition 36 entlang der Schweißnaht 16 eingestellt wird.In addition, the method comprises a step S3 of directing the measuring beam 28 to different measuring positions 32, 34 during the processing of the workpiece 12, wherein with respect to a processing direction 38, a lead and/or a lag of a current measuring position 32 relative to a current processing position 36 along the weld seam 16 is set.

Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt S4 eines dynamischen Einstellens des Vorlaufs und/oder Nachlaufs während der Bearbeitung entlang der Schweißnaht 16 derart, dass der Vorlauf entlang des Anfangsabschnitts 18 zunimmt und/oder dass der Nachlauf entlang des Endabschnitts 20 abnimmt.Furthermore, the method comprises a step S4 of dynamically adjusting the lead and/or lag during processing along the weld seam 16 such that the lead increases along the initial section 18 and/or that the lag decreases along the end section 20.

Die Schritte S2 bis S4 können auch separat Teil eines Verfahrens zur Durchführung von Messungen an einem Werkstück 12 sein, die der Vorbereitung und/oder Beurteilung einer auf dem Werkstück 12 erzeugten Schweißnaht 16 mit einem Anfangsabschnitt 18 und/oder einem Endabschnitt 20 dienen.Steps S2 to S4 can also be a separate part of a method for carrying out measurements on a workpiece 12, which serve to prepare and/or evaluate a weld seam 16 produced on the workpiece 12 with a starting section 18 and/or an end section 20.

6 zeigt ein weiteres Bearbeitungssystem 146. Das weitere Bearbeitungssystem 146 kann grundsätzlich dem oben beschriebenen Bearbeitungssystem 66 entsprechen und umgekehrt. Im Folgenden wird das Bearbeitungssystem 146 mit Bezug auf Merkmale beschrieben, die sich auf eine Positionsregelung beziehen. Dieser Aspekt kann im oben beschriebenen Bearbeitungssystem 66 ebenfalls vorgesehen sein, ebenso wie Aspekte des oben beschriebenen Bearbeitungssystems 66 im Bearbeitungssystem 146 vorhanden sein können. Die Beschreibung anhand zweier Bearbeitungssysteme 66, 146 dient einerseits der Verdeutlichung, dass die Aspekte unabhängig voneinander eingesetzt werden können, andererseits dem Verständnis der Aspekte, wobei jedoch zu verstehen ist, dass diese in einigen Ausführungsformen kombiniert sind. 6 shows a further processing system 146. The further processing system 146 can basically correspond to the processing system 66 described above and vice versa. In the following, the processing system 146 is described with reference to features that relate to position control. This aspect can also be provided in the processing system 66 described above, just as aspects of the processing system 66 described above can be present in the processing system 146. The description based on two processing systems 66, 146 serves on the one hand to clarify that the aspects can be used independently of one another, and on the other hand to understand the aspects, although it should be understood that these are combined in some embodiments.

Das Bearbeitungssystem 146 umfasst einen Roboter 148, der einen Bearbeitungskopf 114 trägt, der somit mittels des Roboters 148 bewegbar ist. Ferner umfasst das Bearbeitungssystem 146 eine Vorrichtung 110, die eine Robotersteuerung 116 des Roboters 148 sowie eine Messeinheit 118 umfasst. Die Robotersteuerung 116 ist dazu eingerichtet, Steuersignale für den Roboter 148 zu erzeugen, um den Bearbeitungskopf 114 zu bewegen. Im dargestellten Fall ist der Bearbeitungskopf 114 ein Schweißbrenner, analog zum oben beschrieben Fall. Mittels des Bearbeitungskopfes 114 ist ein Werkstück 112 bearbeitbar. Vorliegend handelt es sich um eine Schweißbearbeitung entlang einer Kante 126, die beispielsweise dazu dient, zwei Bauteile miteinander zu verbinden. Das Werkstück 112 umfasst in diesem Fall ggf. mehrere Einzelteile/Bauteile.The processing system 146 comprises a robot 148 that carries a processing head 114, which can thus be moved by means of the robot 148. Furthermore, the processing system 146 comprises a device 110 that comprises a robot controller 116 of the robot 148 and a measuring unit 118. The robot controller 116 is designed to generate control signals for the robot 148 in order to move the processing head 114. In the case shown, the processing head 114 is a Welding torch, analogous to the case described above. A workpiece 112 can be processed using the processing head 114. In the present case, this involves welding along an edge 126, which is used, for example, to connect two components to one another. In this case, the workpiece 112 may comprise several individual parts/components.

Die Messeinheit 118 umfasst Messsensorik 120, die dazu eingerichtet ist, Messungen an dem Werkstück 112 durchzuführen und Messdaten zu erfassen. Die Messsensorik 120 kann beliebige geeigneter Sensoren und/oder Messlichtquellen zur Erfassung von 2D-Daten und/oder 3D-Daten umfassen. Beispiele sind Linientriangulationssensoren, eine oder mehrere Kameras, insbesondere mit flächiger Beleuchtung, eine oder mehrere Abstandssensoren oder dergleichen. Geeignete Abstandssensoren können optisch und/oder induktiv arbeiten. Die Messsensorik 120 ist vorliegend dazu eingerichtet, Messungen an unterschiedlichen Messpositionen 128 durchzuführen, die sich von einer aktuellen Bearbeitungsposition 130 und/oder einem Tool-Center-Point (TCP) unterscheiden. Die Messposition 128 mittels der Messsensorik 120 selbst und/oder unter Verwendung zusätzlicher Komponenten wie Aktoren, Motoren, Scannern etc. verstellbar sein. Wird beispielsweise ein Sensor verwendet, der wenige oder keine Parametriermöglichkeiten bereitstellt, kann dieser dynamisch bewegbar angebracht sein, um unterschiedliche Messpositionen 128 einstellen zu können.The measuring unit 118 comprises measuring sensors 120, which are designed to carry out measurements on the workpiece 112 and to record measurement data. The measuring sensors 120 can comprise any suitable sensors and/or measuring light sources for recording 2D data and/or 3D data. Examples are line triangulation sensors, one or more cameras, in particular with planar lighting, one or more distance sensors or the like. Suitable distance sensors can work optically and/or inductively. The measuring sensors 120 are designed here to carry out measurements at different measuring positions 128 that differ from a current processing position 130 and/or a tool center point (TCP). The measuring position 128 can be adjustable by means of the measuring sensors 120 itself and/or using additional components such as actuators, motors, scanners, etc. For example, if a sensor is used that provides few or no parameterization options, it can be mounted so that it can be moved dynamically in order to be able to set different measuring positions 128.

In der vorliegend exemplarisch beschriebenen Ausführungsform handelt es sich bei der Messsensorik 120 um OCT-Messsensorik. Die Messeinheit 118 umfasst einen optischen Kohärenztomographen 138 mit einer Messstrahlquelle 140 zum Erzeugen eines Messstrahls. Ferner umfass die Messeinheit 118 einen Messkopf 144, über den der Messstrahl 142 auskoppelbar und wahlweise auf unterschiedliche Messpositionen relativ zu einer aktuellen Bearbeitungsposition richtbar ist. Diesbezüglich wird auch auf die obigen Ausführungen zur Funktionsweise der Messvorrichtung 10 verwiesen. Insbesondere ist auch für die Messeinheit 118 ein Vorlauf und/oder ein Nachlauf der Messposition 128 einstellbar.In the embodiment described here as an example, the measuring sensor system 120 is an OCT measuring sensor system. The measuring unit 118 comprises an optical coherence tomograph 138 with a measuring beam source 140 for generating a measuring beam. The measuring unit 118 also comprises a measuring head 144, via which the measuring beam 142 can be coupled out and optionally directed to different measuring positions relative to a current processing position. In this regard, reference is also made to the above explanations on the functioning of the measuring device 10. In particular, a lead and/or a lag of the measuring position 128 can also be set for the measuring unit 118.

Im Speziellen ist die Messeinheit 118 dazu eingerichtet, Messungen an mehreren Messpositionen 128 durchzuführen, die auf einer geometrischen Messfigur 134, 136 liegen. Beispielhaft ist eine erste geometrische Messfigur 134 eine erste Messlinie, die die Kante 126 bzw. generell das Werkstück 112 vor einer aktuellen Bearbeitungsposition 130 abtastet. Ferner ist eine zweite geometrische Messfigur 136 eine zweite Messlinie, die eine bei der Bearbeitung des Werkstücks 112 ausgebildete Schweißnaht 132 abtastet. Die Abtastung kann beispielsweise quer zu einer Bearbeitungsrichtung und/oder quer zur Schweißnaht 132 erfolgen.In particular, the measuring unit 118 is set up to carry out measurements at a plurality of measuring positions 128 that lie on a geometric measuring figure 134, 136. For example, a first geometric measuring figure 134 is a first measuring line that scans the edge 126 or generally the workpiece 112 in front of a current processing position 130. Furthermore, a second geometric measuring figure 136 is a second measuring line that scans a weld seam 132 formed during the processing of the workpiece 112. The scanning can be carried out, for example, transversely to a processing direction and/or transversely to the weld seam 132.

Messlinien stellen lediglich ein Beispiel für mögliche Messfiguren 134, 136 dar. Messfiguren 134, 136 können alternativ oder zusätzlich auch durch Messpositionen 128 definiert sein, die auf beliebigen geometrischen Figuren wie Kreisen, Ellipsen, Polygonen etc. liegen.Measuring lines are merely an example of possible measuring figures 134, 136. Measuring figures 134, 136 can alternatively or additionally be defined by measuring positions 128 that lie on any geometric figures such as circles, ellipses, polygons, etc.

Die Messeinheit 118 umfasst des Weiteren eine Auswerteeinheit 122. Die Auswerteeinheit 122 ist dazu eingerichtet, aus erfassten Messdaten werkstückspezifische Positionsinformation zu ermitteln, anhand derer eine Positionsregelung für den Bearbeitungskopf 114 in Echtzeit durchführbar ist. Die Positionsinformation kann beispielsweise anhand einer Kantenerkennung von der Messeinheit 118 gewonnen werden. Die Positionsinformation ist beispielsweise eine aktuelle Position der Kante 126. Anhand der Positionsinformation kann somit festgestellt werden, wo eine Bearbeitung erfolgen soll. Es ist insbesondere anhand der Positionsinformation eine Nahtführung durchführbar.The measuring unit 118 further comprises an evaluation unit 122. The evaluation unit 122 is set up to determine workpiece-specific position information from recorded measurement data, based on which position control for the processing head 114 can be carried out in real time. The position information can be obtained from the measuring unit 118, for example, based on edge detection. The position information is, for example, a current position of the edge 126. The position information can thus be used to determine where processing should take place. In particular, seam guidance can be carried out based on the position information.

Ferner umfasst die Messeinheit 118 eine Schnittstelle 124, die dazu eingerichtet ist, die von der Auswerteeinheit 122 ermittelte werkstückspezifische Positionsinformation an die Robotersteuerung 116 zu übertragen. Der Roboter 148 kann eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen, die mit der Schnittstelle 124 verbunden ist.Furthermore, the measuring unit 118 comprises an interface 124 which is designed to transmit the workpiece-specific position information determined by the evaluation unit 122 to the robot controller 116. The robot 148 can have a communication interface which is connected to the interface 124.

Um eine Positionsregelung gemäß der Positionsinformation durchzuführen, wird vorliegend in der Robotersteuerung 116 eine Regelung durchgeführt. Hierdurch kann die Position des Bearbeitungskopfes 114 unmittelbar von der Robotersteuerung 116 selbst übernommen werden. Eine Regelung über die Kommunikationsschnittstelle des Roboters 148 könnte zu Schwingungen bei der Positionsregelung führen, selbst wenn die Kommunikationsschnittstelle in Echtzeit arbeitet. Bekannte Roboter-Kommunikationsschnittstellen, auch wenn sie in Echtzeit arbeiten, sind regelmäßig nicht schnell genug, um ausgehend von der Messeinheit 118 die Position des Bearbeitungskopfes 114 schwingungsfrei zu regeln.In order to carry out position control according to the position information, a control is carried out in the robot controller 116. This allows the position of the processing head 114 to be taken over directly by the robot controller 116 itself. Control via the communication interface of the robot 148 could lead to oscillations in the position control, even if the communication interface works in real time. Known robot communication interfaces, even if they work in real time, are generally not fast enough to control the position of the processing head 114 without oscillations starting from the measuring unit 118.

Die Robotersteuerung 116 kann ferner weitere Funktionen übernehmen. Vorliegend ist die Robotersteuerung 116 dazu eingerichtet, den Vorlauf und/oder den Nachlauf der Messposition relativ zur aktuellen Bearbeitungsposition 130 einzustellen. Ferner gibt die Robotersteuerung 116 eine Position und/oder Orientierung und/oder Abtastungsdichte der geometrischen Messfigur 134, 136 vor. Durch die Übermittlung der Positionsinformation kann die Robotersteuerung 116 somit in die Lage versetzt werden, die Positionierung des Bearbeitungskopfes 114 sowie die Positionierung des Messstrahls 142 bzw. generell der Messposition 128 vorzunehmen. Somit wird eine Nahtführung in der Robotersteuerung 116 gerechnet und eine Prozessüberwachung maßgeblich durch die Robotersteuerung 116 gesteuert. Insbesondere können hiermit solche Parameterwerte, die von der tatsächlich eingestellten Position des Bearbeitungskopfes 114 abhängen, sehr präzise und schnell eingestellt werden.The robot controller 116 can also take on further functions. In the present case, the robot controller 116 is set up to adjust the lead and/or the lag of the measuring position relative to the current processing position 130. Furthermore, the robot controller 116 specifies a position and/or orientation and/or scanning density of the geometric measuring figure 134, 136. By transmitting the position information, the robot controller 116 can thus be enabled to adjust the positioning of the processing head 114 and the positioning of the measuring beam 142 or generally of the measuring position 128. Thus, a seam guide is calculated in the robot control 116 and process monitoring is controlled primarily by the robot control 116. In particular, parameter values that depend on the actually set position of the processing head 114 can be set very precisely and quickly.

9 veranschaulicht ein Verfahren zur Durchführung von Messungen an einem Werkstück 112, die der Vorbereitung, Überwachung und/oder Beurteilung einer Schweißbearbeitung dienen, die mittels eines robotergestützt bewegbaren Bearbeitungskopfes 114 durchgeführt wird. Das Verfahren wird beispielsweise mittels der Vorrichtung 110 durchgeführt. Die Funktionsweise des Verfahrens ergibt sich auch anhand der obigen beispielhaften Darstellung. 9 illustrates a method for carrying out measurements on a workpiece 112, which serve to prepare, monitor and/or assess a welding process that is carried out by means of a robot-supported, movable processing head 114. The method is carried out, for example, by means of the device 110. The functioning of the method is also apparent from the above exemplary representation.

Ein Schritt S11 umfasst ein Erzeugen von Steuersignalen zur robotergestützten Bewegung des Bearbeitungskopfes 114 mittels einer Robotersteuerung 116. Ein Schritt S12 umfasst ein Durchführen von Messungen an dem Werkstück 112 und ein Erfassen von Messdaten. Ein Schritt S13 umfasst ein Ermitteln werkstückspezifischer Positionsinformation aus den erfassten Messdaten, anhand derer eine Positionsregelung für den Bearbeitungskopf 114 in Echtzeit durchführbar ist. Ein Schritt S14 umfasst ein Übertragen der von der ermittelten werkstückspezifischen Positionsinformation an die Robotersteuerung 116. Ein Schritt S15 umfasst ein Durchführen einer Positionsregelung für den Bearbeitungskopf 114, die auf der Positionsinformation beruht, mittels der Robotersteuerung 116.A step S11 comprises generating control signals for the robot-assisted movement of the machining head 114 by means of a robot controller 116. A step S12 comprises carrying out measurements on the workpiece 112 and collecting measurement data. A step S13 comprises determining workpiece-specific position information from the collected measurement data, on the basis of which a position control for the machining head 114 can be carried out in real time. A step S14 comprises transmitting the workpiece-specific position information determined from the robot controller 116. A step S15 comprises carrying out a position control for the machining head 114, which is based on the position information, by means of the robot controller 116.

10 veranschaulicht ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks 112. Das Werkstück 112 wird insbesondere mittels des Bearbeitungssystems 146 bearbeitet. Die Funktionsweise des Verfahrens ergibt sich auch anhand der obigen beispielhaften Darstellung. Ein Schritt 21 umfasst ein Erzeugen von Steuersignalen zur robotergestützten Bewegung eines Bearbeitungskopfes 114 mittels einer Robotersteuerung (116). Ein Schritt 22 umfasst ein Durchführen einer Schweißbearbeitung des Werkstücks 112 mittels des Bearbeitungskopfes 114 nach Maßgabe der erzeugten Steuersignale. Ein Schritt 23 umfasst ein Durchführen von Messungen an dem Werkstück 112 und Erfassen von Messdaten. Ein Schritt 24 umfasst ein Ermitteln werkstückspezifischer Positionsinformation aus den erfassten Messdaten, anhand derer eine Positionsregelung für den Bearbeitungskopf 114 in Echtzeit durchführbar ist. Ein Schritt 25 umfasst ein Übertragen der von der ermittelten werkstückspezifischen Positionsinformation an die Robotersteuerung 116. Ein Schritt 26 umfasst ein Durchführen einer Positionsregelung für den Bearbeitungskopf 114, die auf der Positionsinformation beruht, mittels der Robotersteuerung 116. 10 illustrates a method for machining a workpiece 112. The workpiece 112 is machined in particular by means of the machining system 146. The functioning of the method is also apparent from the above exemplary representation. A step 21 comprises generating control signals for the robot-assisted movement of a machining head 114 by means of a robot controller (116). A step 22 comprises carrying out a welding process on the workpiece 112 by means of the machining head 114 in accordance with the generated control signals. A step 23 comprises carrying out measurements on the workpiece 112 and recording measurement data. A step 24 comprises determining workpiece-specific position information from the recorded measurement data, based on which a position control for the machining head 114 can be carried out in real time. A step 25 comprises transmitting the workpiece-specific position information determined from the robot controller 116. A step 26 comprises carrying out a position control for the machining head 114, which is based on the position information, by means of the robot controller 116.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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DE 102018009524 A1 [0006]

Claims

Device (110) for carrying out measurements on a workpiece (112) which serve to prepare, monitor and/or assess a welding process which is carried out by means of a robot-supported movable processing head (114), comprising: a robot controller (116) which is set up to generate control signals for the robot-supported movement of the processing head (114); a measuring unit (118) which comprises the following: measuring sensors (120) which are set up to carry out measurements on the workpiece (112) and to record measurement data; an evaluation unit (122) which is set up to determine workpiece-specific position information from recorded measurement data, on the basis of which a position control for the processing head (114) can be carried out in real time; and an interface (124) which is set up to transmit the workpiece-specific position information determined by the evaluation unit (122) to the robot controller (116); wherein the robot controller (116) is configured to perform a position control for the machining head (114) based on the position information.

Device (110) according to Claim 1 , wherein the position information comprises a current position of an edge (126).

Device (110) according to Claim 1 or 2 , wherein the measuring unit (118) is configured to carry out at least one measurement at a predeterminable measuring position (128), and wherein the robot controller (116) is configured to determine the measuring position (128).

Device (110) according to Claim 3 , wherein the robot controller (116) is configured to set a lead and/or a lag of the measuring position (128) relative to a current processing position (130).

Device (110) according to Claim 4 , wherein the robot controller (116) is configured to dynamically adjust the lead and/or the lag during machining along a weld seam (132) having a starting section (18) and an end section (20) such that the lead increases along the starting section (18) and/or that the lag (20) decreases along the end section.

Device (110) according to one of the Claims 3 until 5 , wherein the measuring unit (118) is configured to carry out measurements at a plurality of measuring positions (128) which lie on a geometric measuring figure (134, 136), in particular at least one measuring line; and wherein the robot controller (116) is configured to specify a position and/or orientation and/or scanning density of the geometric measuring figure (134, 136).

Device (110) according to one of the preceding claims, wherein the measuring unit (118) comprises an optical coherence tomograph (138) with a measuring beam source (140) for generating a measuring beam (142) and a measuring head (144) via which the measuring beam (142) can be coupled out, wherein the measuring beam (142) can be selectively directed to different measuring positions (128) relative to a current processing position (130).

Processing system (146) comprising: a device (110) according to one of the preceding claims; a robot (148) which can be controlled by the robot controller (116); and a processing head (114) which is attached to the robot (148) and can be moved by means of the robot (148).

Method for carrying out measurements on a workpiece (112) which serve to prepare, monitor and/or assess a welding operation which is carried out by means of a robot-supported movable machining head (114), in particular carried out by means of a device (110) according to one of the Claims 1 until 7 , comprising: generating control signals for robot-assisted movement of the machining head (114) by means of a robot controller (116); carrying out measurements on the workpiece (112) and recording measurement data; determining workpiece-specific position information from the recorded measurement data, on the basis of which a position control for the machining head (114) can be carried out in real time; transmitting the workpiece-specific position information determined from the robot controller (116); and carrying out a position control for the machining head (114) based on the position information by means of the robot controller (116).

Method for machining a workpiece (112), in particular by means of a machining system (146) according to Claim 8 , comprising: generating control signals for robot-assisted movement of a processing head (114) by means of a robot controller (116); carrying out a welding process of the workpiece (112) by means of the processing head (114) in accordance with the control signals generated; carrying out measurements on the workpiece (112) and recording measurement data; determining workpiece-specific position information from the recorded measurement data, on the basis of which a position control for the machining head (114) can be carried out in real time; transmitting the workpiece-specific position information determined from the measured data to the robot controller (116); and carrying out a position control for the machining head (114) based on the position information by means of the robot controller (116).